资源简介

2.3生活中的圆周运动
【课题】生活中的圆周运动 【授课对象】高一学生
【教材】粤教版必修二 【课时】第一课时
一、教材分析
本节选自粤教版必修二第二章圆周运动第三节生活中的圆周运动，前面已经学习过了匀速圆周运动、认识到了向心力以及向心加速度的基本概念，理论知识已经了解的足够透彻，那么这一节就是要将理论与实际相联系，是由课堂走向实际生活的开始，也是相关物理学知识在生活中的应用，目的在于让学生认识到圆周运动在我们的生活中无处不在，生活处处有物理。本节的设计流程大致与教材一致，首先回顾本节前圆周运动的相关知识，起到承上作用，然后先对水平面圆周运动的实例进行讲解，主要以火车拐弯问题为切入点进行学习，其次进行竖直平面圆周运动的学习，以汽车过凹形桥和拱形桥为主要学习对象，最后与第四节离心现象及应用相连接，对学生设疑，起到启下的作用。
二、学情分析
学生经过前面的学习，了解和认识了描述圆周运动的相关物理量，知道了做匀速圆周运动的物理需要指向圆心的合外力，并能够对做圆周运动的物理进行受力分析坚决简单的匀速圆周问题，但是尚不知道实际生活中物体的圆周运动是如何实现的，前文知识已经为本节知识的学习奠定了理论基础，以此的基础上，通过联系实际寻找向心力的来源，有利于提升学生对物理观念的认知能力。
学生通过之前的学习己经具备对知识的归纳能力，并且具有强烈的好奇心和求知欲，有一定的科学探究能力和分析问题能力，教师则需要在学生之前的认识上打破学生思维的固化模式，便能使能够独立解决一些物理问题，进一步培养学生的科学探究能力。
学生在学习生活中的圆周运动之前，对圆周运动联系生活实际只是一个较为模糊的概念，这需要教师课堂上进行系统性的引导。而高一年级的学生对自我社会责任的意识培养仍然存在不足，需要通过课堂引导培养学生的社会责任意识以及对社会公约的遵守意识。
三、教学目标
1.物理观念
(1)知道向心力是物体沿半径方向指向圆心的合外力，并明确向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动：
(2)能够在实际问题中，对物体进行受力分析，并能够分析清楚提供向心力的来源。
2.科学思维
(1)通过对圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析问题的能力：
(2)通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力。
3.科学探究
(1)通过对实例的学习，明确具体问题必须具体分析，学会用合理、科学的方法处理问题；
(2)通过对离心现象的实例分析，从实验现象到问题本质，提高学生进行科学探究的能力。
4.科学态度与责任
(1)通过对汽车、高铁侧翻事故的发生，以期让学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题：
(2)关注物理与生活相互联系，感受理论与实践的关系及物理世界的和谐统一。
四、教学重难点
1.教学重点
依据实际问题，对物体进行受力分析，明确向心力的主要来源。
2.教学难点
火车弯道内外轨道有高度差的原因。
五、教学方法
讲授法、多媒体教学法、小组合作讨论法、自主学习法
六、教学过程
教学环节和教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
复 习 回 顾 复习向心力和向心加速度的定义和计算公式以及做圆周运动的条件 复习旧知 匀速圆周运动：质点线速度的大小不随时间变化的圆周运动。 向心力：指向圆心的合外力称之为向心力: 向心加速度： 跟随思路，复习旧知 首先回顾旧知，既能够起到复习的作用，又能为后面讲解新知识做铺垫。
导 入 新 课 例举生活中汽车转弯、摩托车压弯、高铁压弯的例子，提问她们都是什么运动，其中向心力又是多少？ 【新课引入】通过两则小视频，激发学生的好奇心，并思考问题：她们的共同特点是什么？ 从而顺利引入新课，以火车拐弯为例子，讲解向心力的来源。 积极思考，回答问题，向心力的来源是什么？ 用生活中常见的出行方式引入，贴近实际，同时用小视频能激发学生的好奇心。
新课讲解| | 水平面的圆周运动 任务一：火车转弯 【1.内外车轨无高度差】 分析火车的向心力来源 【2.内外车轨有高度差】 分析向心力的来源，并进一步了解火车有不同速度时候会挤压车轨的哪一次轨道。 引导学生思考： 1.首先讨论当车轨水平时，计算火车需要的向心力，以及最大静摩擦力能够提供的向心力的差别； 2.引导学生思考，如果通过车轨与车轮之间的弹力来提供向心力可不可以？ 火车的质量很大，如果靠弹力来提供向心力，容易磨损车道。 3.继续引导学生，有没有既不必过多的磨损车道，又能够让火车顺利拐弯的方法。当车轨内外有高度差时，就能靠重力和支持力的合外力提供向心力。 4.引导学生分析，当火车车速过快或者过慢时会挤压哪一侧的轨道。 观察思考并进行分析： 1.计算得出最大静摩擦力不足以提供向心力。 2．只通过车轮与车轨之间的弹力来提供向心力会造成车道的磨损，不仅成本高，而且容易发生事故。 3.可以通过垫高外侧轨道，从而以重力和支持力的合外力提供向心力 通过真实的情境，用常规思维进行思考，从而引发学生的认知冲突，然后通过教师的引导，培养学生分析问题、解决问题的能力，同时利用学生的好奇心，提升学生的科学探究能力
新知讲解| |竖直平面的圆周运动 任务二：汽车过桥 【1.凹形桥】探究汽车通过凹形桥最低点的受力情况，由重力和支持力的合力提供向心力，加速度的方向向上。 结论：汽车处于超重状态，若汽车车速过快，容易导致汽车爆胎，甚至压垮路面。 【2.拱形桥】继续深入分析，当汽车通过拱形桥时候的受力情况 汽车在通过最高点时处于失重状态，若速度过快有可能使汽车“飞起来”，即支持力为零。 【1.汽车通过凹形桥面】 引导学生通过计算分析汽车过凹形桥最低点的受力情况，分析汽车此刻的是什么状态？ 结论：汽车过凹形桥最低点处时处于超重状态，加速度竖直向上，若汽车速度过快，容易导致汽车爆胎甚至压垮路面。 【2.汽车通过拱形桥面】 汽车通过拱形桥的时候做什么运动？他的向心力由什么提供？在最高点时加速度的方向如何？如果汽车速度过快会产生什么现象呢？当汽车速度达到多少时，地面对汽车的支持力为零？此时汽车又会做什么运动呢？ 结论：汽车做圆周运动，向心力由重力和支持力的合力提供，在最高点是加速度方向向下，过快容易产生离心现象，当汽车处于完全失重状态时，地面对汽车的支持力为零，此时的速度为 【回答】 1.当汽车通过凹形桥最低点时，重力和支持力的合力提供向心力，且合力方向向上，汽车处于超重状态。 2.汽车通过拱形桥面时做圆周运动，向心力由重力和支持力的合力提供，最高点是的加速度方向向下，汽车速度过快，汽车容易“飞起来”，当汽车速度为时，地面对汽车的支持力为零，汽车做离心运动 以情境为主线进行教学，能够更好的引导学生分析物理过程，而且通过联系生活实际，贴近学生生活，注重培养学生的科学思维和科学态度和责任意识。 而且通过两种方式的对比学习，能够更好的帮助学生理解知识。
巧设铺垫| | 链接离心运动 【离心运动初探】 1.高铁侧翻的例子，高铁为什么会侧翻？（播放视频） 2.沾满雨滴的雨伞，如何甩掉雨滴？ 3.糖浆如何运动，从而串成棉花糖？ 通过分析完汽车过拱形桥，速度过大时会做什么运动，自然而然的过渡到对离心运动的学习之中，通过三个贴近实际的例子，引导学生思考。作为课后作业，引导学生从生活中观察和学习物理 课后积极思考，回答问题。 贴近实际，引导学生能够从生活中观察物理，学习物理，激发学生对物理的兴趣。
课堂小结 总结，圆周运动其实就是“供”和“需”的平衡。 通过火车拐弯的实例，深入学习和了解了水平面圆周运动，通过汽车过桥的例子学习了竖直面的圆周运动。同时分析总结了当提供的向心力恰好等于所需要的向心力时，做匀速圆周运动，当提供的向心力小于所需要的向心力时，做向心运动，当所提供的向心力大于所需要的向心力时，做离心运动。 跟随老师的思路，积极回顾本节课的所有知识点。 通过课堂小结，帮助学生梳理整节课的知识内容，帮助学生建立本节的知识框架。
七、板书设计

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